Jak zbudować wehikuł czasu?
Bartosz Wiernicki kl. Id
Jak zbudować wehikuł czasu
Paul Davies
Świat Nauki nr specjalny
Listopad 2002
Od autora:
Muszę przyznać, że nigdy zbytnio nie interesowałem się literaturą popularnonaukową i z pewną obawą podszedłem do tej pracy domowej. Przede wszystkim miałem niemałe trudności z dobraniem odpowiedniego artykułu. Przeczytałem ich kilka, jednakże żaden nie wzbudził specjalnie mojego zainteresowania. Dopiero tekst o wehikule czasu Paula Davies'a, maszynie jakże abstrakcyjnej, sięgającej poza ludzkie horyzonty, zainteresował mnie. Uzmysłowiłem sobie, że podróż w czasie może być możliwa już nie tylko teoretycznie, ale także praktycznie. Jest to o tyle ciekawe, że dotychczas spotykałem się z podobnymi wynalazkami tylko w filmach lub książkach fantastycznonaukowych. Nie zdajemy sobie sprawy jak często fikcja jest bliska prawdzie. Mimo iż z czasem stykamy się praktycznie codziennie, nigdy nie zastanawiamy się nad jego istotą. Naukowcy pokazują, że podróżowanie w czasie staje się coraz bardziej realne i prawdopodobne. Czytając artykuły o podobnej tematyce, uzmysłowiłem sobie, że tak jak kiedyś na przykład zbudowanie maszyny latającej tak teraz wehikułu czasu zdaje się być niemożliwe. Jednakże myślę, że w końcu naukowcom uda się to zrobić i wszyscy powinniśmy być na to przygotowani.
Wehikuł czasy mógłby zmienić świat. Można byłoby naprawić błędy ludzkości, powstrzymać wojny, a także szybciej znaleźć odpowiedzi na różne pytania przenosząc się do przyszłości. Zastanawiające jest tylko, czy na pewno podróżowanie w czasie jest bezpieczne. Nikt z nas nie wie, jakie będą skutki, jedno jest pewne, gdyby udało się na pewno zmieniłoby to losy ludzkości.
Podróże w czasie były i są nadal przede wszystkim tematem książek i filmów fantastycznonaukowych. Dopiero po stworzeniu teorii względności Einsteina przemieszczanie się w czasie nabrało wartości naukowych. Zaczęto myśleć nad stworzeniem wehikułu czasu, czyli maszyny, dzięki której moglibyśmy się przenieść do przyszłości lub przeszłości. Przełomowe było stwierdzenie, że dwóch obserwatorów poruszających się w odmienny sposób doświadczy innych odstępów czasowych między tymi samymi wydarzeniami. Zjawisko to wyjaśnia paradoks bliźniąt. Jeśli jedno z nich poleci w podróż kosmiczną, a drugie pozostanie na Ziemi, to kosmonauta dokona swoistej podróży w przyszłość, spędzając na stacji kosmicznej mniej czasu niż w rzeczywistości upłynęło na Ziemi.
Ważnym pojęciem jest też dylatacja czasu, czyli jego rozciąganie. Zjawisko to występuje na co dzień jednak nie zdajemy sobie z tego sprawy. Mamy z nim do czynienia, gdy dwóch obserwatorów porusza się względem siebie. Rozciąganie czasu występuje między innymi podczas przelotu samolotem, jednakże prędkość naszego lotu musiałaby być zbliżona do prędkości światła abyśmy mogli to odczuć. Wiemy więc, że podróżowanie w przyszłość jest możliwe chociaż dotychczasowe podróże mają charakter naturalny i nie są zbyt spektakularne (kilkanaście nanosekund). Aby zaobserwować naprawdę drastyczne odkształcenie czasu, trzeba wyjść poza granice zwykłego eksperymentu. Do tego trzeba byłoby wykorzystać akcelerator cząstek, czyli maszynę, która przyspieszyłaby ruch cząsteczek do niemalże prędkości światła. Drugim sposobem na podróżowanie w przyszłość (oprócz prędkości) jest grawitacja. Im bliżej jądra Ziemi tym zegary chodzą wolniej. Skala zjawiska, mimo iż jest bardzo niewielka jest odnotowywana w Globalnym Systemie Lokalizacji w celu uniknięcia pomyłki. Takowa mogłaby spowodować oddalenie się od wyznaczonego kursu np. żeglarzy.
Zajmijmy się teraz podróżowaniem w przeszłość. Ten typ podróży w czasie jest o wiele bardziej złożony i dotychczas nikomu jeszcze nie udało się tego zrobić. Już w 1948 roku Kurt Godel rozwiązał równania Einsteina i opisujące pola grawitacyjne wirującego wszechświata. W tej przestrzeni astronauta mógłby podróżować, aby dogonić swoją przeszłość. Byłoby to możliwe dzięki oddziaływaniu grawitacji na światło.Wirujący wszechświat „wlókłby” je za sobą. Pozwoliłoby to podróżować obiektom po pętlach czasowych i przestrzennych. Mimo iż rozwiązanie Godla potraktowano sceptycznie, teoria względności nie wyklucza podróżowania w przeszłość. W późniejszym okresie postawiono również inne hipotezy na ten temat (Frank J. Tripler 1974, J. Richard Gott 1991). Najbardziej realnym rozwiązaniem stały się tunele czasoprzestrzenne (w lit. Gwiezdne wrota). Miałyby one łączyć dwa odległe punkty w przestrzeni. Takie stwierdzenie mogłoby być prawdziwe chociażby ze względu na swoją zgodność z teorią względności Einsteina i podstawowymi prawami fizyki. Jednakże tunel czasoprzestrzenny przypomina trochę czarną dziurę. Panuje w nim bardzo silna grawitacja, dlatego też, aby podróż była możliwa do spełnienie potrzebne jest coś w rodzaju antygrawitacji (egzotycznej materii). Może być ono wytwarzane przez ujemną energię lub ciśnienie. Aby podróż była możliwa, należy jeden z otworów tunelu przyciągnąć do gwiazdy neutronowej i umieścić go blisko jej powierzchni. Silna grawitacja gwiazdy neutronowej spowolnia czas, co doprowadziłoby do powstania dużej różnicy w czasach na początku i na końcu tunelu. Jeśli następnie umieścilibyśmy oba końce tunelu w odpowiednich miejscach zahamowalibyśmy powiększanie się tej różnicy. Największą trudnością w zrealizowaniu powyższego pomysłu jest zbudowanie samego tunelu. Powstają hipotezy, że takie tunele są wokół nas i być może je można byłoby wykorzystać.
Dotychczas zastanawialiśmy się nad podróżami w czasie pod względem praktycznie tylko teoretycznym. Rozważmy przypadek, gdy podróżnik w czasie, przenoszący się w przeszłość zabija swoją matkę, gdy ona jest młodą dziewczyną. Jeśli tak by się stało to dziewczyna nie mogłaby już zostać matką. Czy to znaczy, że podróżnik zniknąłby z czasoprzestrzeni? Właśnie z powodu takich paradoksów niektórzy uczeni odrzucają możliwość podróży w czasie. Pojawiła się tzw. Hipoteza ochrony chronologii, wykluczająca pętle przyczynowe. Jest to tylko hipoteza a więc podróże w czasie nadal pozostają w sferze rozważań. Mimo iż znamy sposób jego wykonanie jest niezwykle trudne. Być może następna generacja akceleratorów cząstek pomoże nam w tym. Daleko nam więc jeszcze do wehikułu czasu z powieści Wellsa, ale na zawsze zmieniłoby to nasze wyobrażenia o fizycznej rzeczywistości.
Słowniczek:
Paradoks, zaskakujące sformułowanie, w sposób efektowny prezentujące myśl lub ideę przeciwstawiającą się stereotypowym mniemaniom. Paradoks łączy sprzeczności, formułując tym sposobem nowe prawdy. Posługuje się zwykle znaczeniami maksymalnie kontrastowymi (antyteza), ustalając między nimi stosunek wzajemnego zawierania się (inkluzji). Najprostszą formą paradoksu jest oksymoron.
Względności teoria, teoria opracowana przez A. Einsteina opisująca zależność praw fizyki od własności czasoprzestrzeni i układu odniesienia. W pierwszej (1905) próbie opracowania teorii względności (później nazwanej szczególną teorią względności) Einstein analizował własności fizyczne zjawisk zachodzących w płaskiej (pustej) czasoprzestrzeni. Drugie opracowanie, pochodzące z 1916 (ogólna teoria względności) odnosi się do zjawisk zachodzących w czasoprzestrzeni wypełnionej masywnymi obiektami i przez to zakrzywionej.